DTII型小型带式散装物料输送机设计-完整版【含全套CAD图纸+文档全套】
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分 类 号 TH122 密 级 宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文)DTII型小型带式散装物料输送机设计所在学院机械与电气工程学院专 业机械设计制造及其自动化班 级13机自5班姓 名张建伟学 号1322230540指导老师刘玉 2017 年 3 月 31 日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文）DTII型小型带式散装物料输送机设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日摘 要首先对DTII型小型带式散装物料输送机作了简单的概述；接着分析了DTII型小型带式散装物料输送机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的DTII型小型带式散装物料输送机各主要零部件进行了校核。普通型DTII型小型带式散装物料输送机装置由六个主要部件组成：传动装置，机尾或导回装置，中部机架，拉紧装置以及尾部组件。关键词：DTII型小型带式散装物料输送机，传送带，设计计算，校核VIIAbstractFirstly, DTII small belt conveyor bulk materials were summarized briefly; then analyzes the selection principle and calculation method of DTII type belt conveyor bulk materials; and then according to these design criteria and selection calculation method according to the givenparameters selection design; then the DTII type choice of small bulk material conveyer belt the main components are checked. The common type DTII small belt bulk material conveyer device is composed of six main parts: the transmission device, the tail or the return device, the middle frame, the tensioning device and the tail assembly.Key Words: DTII belt conveyor, conveyor belt, design calculation, check 目 录摘 要IAbstractII目 录III第1章 绪论11.1 带式输送机的工作原理11.2 带式输送机的分析21.2.1 输送机机头装置21.2.2 输送机机身装置31.2.3 输送机机尾装置3第2章 DTII型小型带式散装物料输送机所需力的计算52.1 设计参数52.2 输送机滚筒上圆周驱动力52.2.1 首先确定带的选择52.2.2 托辊的选择82.2.3 圆周驱动力的计算公式92.2.4 主要阻力计算102.3 输送带张力计算11第3章 DII型小型带式散状物料输送机驱动装置的设计133.1 传动滚筒的选择133.2 电机的选择133.2.1 电机类型的选择133.2.2 电动机功率的选择133.2.3 电动机的外形、安装尺寸143.3 带式输送机减速器的选用143.3.1 计算总的传动比143.3.2 计算轴的传动比153.3.3 计算轴的转速153.3.4 计算轴的输入功率153.3.5 计算轴的输入转矩153.3.6 选定齿轮类型163.3.7 高速级斜齿圆柱齿轮设计163.3.8 低速级斜齿圆柱齿轮设计223.3.9 计算结果汇总263.4 输入轴的设计273.4.1 选择轴的材料及热处理方法273.4.2 确定轴的最小直径273.4.3 轴承各段安装方案283.4.4 轴的各段直径283.4.5 选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。293.4.6 计算各轴段长度。303.4.7 求轴上的载荷313.4.8 作受力、弯距和扭距图323.4.9 按弯扭合成应力校核轴的强度333.5 中间轴的设计计算333.5.1 选择轴的材料及热处理方法333.5.2 确定轴的最小直径333.5.3 轴各段安装方案333.5.4 确定各轴段直径333.5.5 确定键343.5.6 选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。343.5.7 计算各轴段长度343.5.8 求轴上的载荷353.5.9 作受力、弯距和扭距图363.5.10 按弯扭合成应力校核轴的强度363.6 输出轴的设计计算373.6.1 选择轴的材料及热处理方法373.6.2 确定轴的最小直径373.6.3 轴各段安装方案383.6.4 确定各轴段直径383.6.5 选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。393.6.6 计算各轴段长度393.6.7 计算轴上的载荷403.6.8 做力.弯矩.转矩图413.6.9 按弯扭合成应力校核轴的强度413.7 减速器箱体结构尺寸423.8 主动轮滚筒轴设计433.8.1 主动轮滚筒轴连接433.8.2 主动轮滚筒轴的安装方案433.8.3 主动轴各轴段直径433.8.4 主动轴各轴段长度443.8.5 主动轴键的确定443.9 从动轮滚筒轴设计443.9.1 从动轮滚筒轴的安装方案443.9.2 从动轴各轴段直径453.9.3 主动轴各轴段长度45第4章 输送机装置的设计464.1 防偏装置的设计464.1.1 防偏装置布置（一）464.1.2 防偏装置工作原理464.1.3 防偏装置布置（二）464.1.4 防偏装置工作原理474.2 拉紧带装置的设计474.2.1 拉紧带装置（一）474.2.2 拉紧带装置原理484.2.3 拉紧带装置（二）484.2.4 拉紧带装置原理484.3 装料装置494.3.1 装料装置布置49第5章 输送机机架的设计505.1 机架的组成505.2 机架设计与安装方案505.2.1 机头架505.2.2 中间机身架505.2.3 机尾架515.2.4 总体机架布置53结 论54参考文献55致 谢56第1章 绪论第1章 绪论1795年自带式输送机被发明以来，经过200多年的发展，已被冶金、电力、煤炭、化工、矿山、港口等各行各业采用，特别是第三次工业革命后新材料、新技术的采用，带式输送机的发展走入了一个新纪元。当今，无论从输送量、运距、经济效益等各方面来衡量它已经向汽车一样成为各国争先发展的行业。带式输送机具有结构简单、输送量大、输送物料范围广泛、运距长、装卸料方便、可靠性高、运费低廉、自动化程度高等特点，它的优越性已十分明显，是国民经济中不可缺少的关键设备。带式输送机因其具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性和密封性好、占据空间小等特点，并能适应在各种恶劣工作环境下工作，包括潮湿、泥泞、粉尘多等，所以它已经是国民经济中不可或缺的关键设备。加之国际互联网络化的实现，又大大缩短了带式输送机的设计、开发、制造、销售的周期，使它更加具有竞争力。目前，带式输送机已经成为运输系统中重要的组成部分。为了更好的研究带式输送机的工作组成原理，发现及改进其不足之处，本课题所研究的是大倾角、下运带式输送机。此次研究的主要问题在于系统的驱动件布置、软启动和制动问题。带式输送机向下运送物料时，其驱动电动的运行工矿有别于一般的带式输送机。由于运转上的需要，在结构上有特点，控制上有特殊需求。下运带式输送机的制动装置及其控制技术尤为关键。如何实现制动与自动张紧，逐渐向智能化、自动化、人性化方向发张，是目前带式输送机的发展方向，也是本课题的研究目的和意义所在。相信随着课题的不断深入，对带式输送机将会有更深入的了解，为以后的学习也能打下夯实的基础。1.1 带式输送机的工作原理带式输送机是通过电动机驱动，经过轴连器连接减速器，在通过轴连器连接主动轴，带动主动滚筒的运转。主动滚筒通过摩擦带，带动带的运转，从而达到运货的作用，同时在从动滚筒与改向滚筒的共同作用，使带能够运作完成一个循环，整个过程都是通过在槽型托辊的机架上来完成的，货物通过带与货物之间的摩擦，来使货物从一个地方运到另一个地方。1.2 带式输送机的分析带式输送机主要由机头装置，机身装置，机尾装置等。1.2.1 输送机机头装置机头装置主要由电功机、联轴器、减速器、传动滚筒组成。电动机根据所需要的功率选择Y系列三相异步电动机。连轴器根据个人根据需要选择。减速器采用二级圆柱齿轮传动。传动滚筒由电动机通过轴连器连接减速器带动。传动滚筒是胶带输送机传递牵引力、驱动胶带运行的主要部件。滚筒表面型式有光面、包胶和铸胶之分。在功率不大、不潮湿的情况下，可采用光面滚筒；在环境潮湿、大功率、易打滑的条件下，宜采用胶面滚筒，以提高输送机的牵引力；滚筒的外形可以做成圆筒形的，也可以做成中间大、两头小的双锥形，其锥度一般为1:100。后者用以防止胶带跑偏。机头连接：电动机输出轴端的外壳上及减速器输入轴端的外壳上有相应的连接法兰，轴连器的两侧也装有连接法兰，电动机输出轴端的外壳上及减速器输入轴端的外壳上也有相应的连接法兰，靠这连接法兰，用螺栓将三者紧密连成一体，组成胶带输送机的驱动装置。其特点是便于安装和运输，结构紧凑，特别是便于相互对准找正，以提高安装质量，使输送机运转平稳。整个传动装置通过减速器外壳用螺栓固定在机头架的侧板上。如图1.1机头装置结构简图，图1.2实体图1电动机2联轴器3减速器4传动滚筒图1.1 机头装置简图图1.2 机头实体图1.2.2 输送机机身装置由“H”型支架、钢管、上下托辊组成。钢管作为可拆卸部分搭在H型支架的管座中。用销固定，下托辊搭苍型支架上，上托辊为槽形托辊，支承在钢管上。如图1.3机身图17-机架27-下托辊39-上托辊图1.3 机身图1.2.3 输送机机尾装置由支座、导轨、滚筒座、从动滚筒、改向托辊等组成。彼此又用螺栓连接成为一整体如图1.4机尾图1-滑块2-传动滚筒机架4-改向托辊29-改向托辊的连接机架32-传动滚筒图1.4 机尾图71第2章 DTII型小型带式散装物料输送机所需力的计算第2章 DTII型小型带式散装物料输送机所需力的计算2.1 设计参数DTII型小型带式散装物料输送机，是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械，可将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程，广泛应用于现代化的工业企业中，工作可靠，平衡无噪声，不操作输送物料，整个长度上都可以装料和卸料，输送量大，输送距离远，输送能力500-5000千克/小时，倾斜度0-25度，带宽400-1200mm。本设计选输送能力为1000kg/h，倾斜度25度，输送带宽800mm。由已知参数计算输送机各部位所需的力进行计算。2.2 输送机滚筒上圆周驱动力 传动滚筒上所需圆周驱动力为输送机所有阻力之和，输送机主要阻力为输送带带动货物移动的摩擦力和承载分支，回程分支托辊旋转所产生阻力之和所以在阻力的计算过程中要对输送机的传送带和托辊进行设计。2.2.1 首先确定带的选择（1） 带速的选择输送量大，输送带较宽时，应选择较高的带速。输送距离越短，带速应越低。较长的水平输送机，应选较高的带速物料易滚动、粒度大、磨琢性强的，或易扬尘的以及环境卫生条件要求高的，宜选用较低的带速。一般用于给料时，带速可取0.81m/s，或根据物料特性和工艺要求决定。人工配料称重时带速不应大于1.25 m/s。 本输送带输送物料大，输送带较宽，所以取带速为2m/s。（2）带宽的选择DTII型小型带式散装物料输送机使用的输送带有橡胶带、塑料带、钢带、金属网带等，最常见的是橡胶带。橡胶输送带有棉织芯、合成纤维芯、钢丝绳芯等多种。塑料输送带有层芯和整芯之分。各种芯材和不同的覆盖胶可组成各种类型的光面或花纹输送带。根据运送成品的形状、尺寸，此处带宽选为B=800mm。输送机的工作倾角=25。查DT型小型带式输送机设计手册（表2-1）得k=1。带速为2.0m/s。将这参数值代入下式, 可得到带的截面积AA=表2.1 槽形托辊物料断面面积带宽/mm堆积角/(o)槽角/（o）20253035404550001020300.0980.1420.1870.2340.1200.1620.2060.2520.1300.1800.2220.2660.1570.1960.2360.2780.1730.2100.2470.2870.1860.2200.2560.29380001020300.1840.2620.3420.5340.2240.2990.3770.4590.2600.3320.4060.4840.2940.3620.4330.5070.3220.3860.4530.5230.3470.4070.4690.534100001020300.2790.4050.5360.6710.3440.4660.5910.7220.4020.5180.6380.7630.4540.5640.6720.7931.12000.6030.7100.8220.5400.6360.7360.840120001020300.4780.6740.8761.0900.5820.7710.9661.1700.6770.8571.0401.2400.7630.9331.1101.2900.8380.9981.1601.3400.8981.0501.2001.360按给定的工作条件,取堆积角为30，带宽800mm，槽角35时，查表2-1此时横截面积数值0.507大于计算值0.21。据此选用宽度为800mm的输送带能满足要求。经计算,确定选用带宽B=800mm,初选输送带NN-100，输送带层数为6层，查矿井运输提升表1-6得，输送带各参数如下：NN-100型物料用输送带的技术规格：扯断强度=100N/(mm层)每层带厚1mm,输送带每层质量等于1.02kg/m上胶厚=3mm下胶厚=1.5mm每毫米胶料质量为1.19kg/m胶带每米质量=布层数每层质量（kg/m）+(上胶厚（mm）+下胶厚（mm）每毫米胶带质量（kg/m）)带宽（mm）=61.02+(3.0+1.5) 1.19 0.8=9.72 kg/m输送带选带长600m输送带质量：=带长（m） =9.72600 =5832kg输送带厚度可按下式计算输送带厚度(mm)=布层数每层厚度（mm）+上胶厚（mm）+下胶厚（mm） =61+3+1.5 =10.5mm（3）输送带宽度的核算输送大块散状物料的输送机，需要按（2-1）式核算，再查表2-2 （2-1） 2x200+200 600 式中最大粒度，mm。表2.2不同带宽推荐的输送物料的最大粒度mm带宽B700800900100012001400粒度筛分后100130180250300350未筛分150200300400450600本设计输送带带宽为800，故输送带宽满足输送要求。综上所述带的参数。如表2.3表2.3带参数带的宽度mm带的长度m输送带的质量kg输送带厚度mm输送带每米的质量km/m800600583210.59.722.2.2 托辊的选择（1）初步选定上托辊为槽型托辊DTII03c0121，查矿山运输机械表2-42，上托辊间距=1.2m，槽角为35度;直径D=89mm，长为315mm轴承为6204。承载分支托辊组每米长度旋转部分重量单位kg/m，用式（2-2）计算 （2-2）其中承载分支每组托辊旋转部分重量单位kg；承载分支托辊间距单位m；计算：=20.25 kg/m（2）查运输机械设计选用手册表2-50下托辊选择平行托辊，下托辊间距=3m,下托辊槽角为0度，直径D=89mm,托辊长L=950mm,=15.8kg。回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，kg/m，用式（2-3）计算： （2-3）其中回程分支每组托辊旋转部分质量为kg；回程分支托辊间距单位为m；计算：=5.267 kg/m综上所述辊子的参数如表2.4。表2.4托辊参数辊参数类型槽角直径mm长度mm轴承每米承担的质量kg/m上托辊槽形托辊3589315620420.25下托辊平行托辊08995062045.272.2.3 圆周驱动力的计算公式可用式（2-4）计算： (2-4)式中主要阻力，N；附加阻力，N；特种主要阻力，N；特种附加阻力，N；倾斜阻力，N。五种阻力中，、较其他三类阻力是主要的而其它力本设计不做计算。当机长大于80m附加阻力远远小于主要阻力，可简略计算，所以引入系数C，则公式为：+=C （2-5）式中C是输送机长度有关的系数，在机长大于80m时，可按式（2-6）计算，或从表查取 （2-6）式中附加长度，一般在70m到100m之间；C系数，大于等于1.025。C查DT（A）型DTII型小型带式散装物料输送机设计手册表3-5 既本说明书表2-5，,当L取400时取C为1.25表2.5 附加阻力系数CL（m）80100150200300400500600C1.921.781.581.451.37L(m)70080090010001200160017001800C01.091.061.051.041.032.2.4 主要阻力计算输送机的主要阻力是输送带带动货物移动的摩擦力和承载分支，回程分支托辊旋转所产生阻力之和。可用式（2-7）计算： （2-7）式中模拟摩擦系数； 输送机长度（头尾滚筒中心距），m； 重力加速度； 承载分支托辊组每米长度旋转部分重量单位kg/m； 回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，kg/m； 每米长度输送物料的质量，kg/m； 每米长度输送物料的质量=55.6kg/m综上所述表2-6为计算主要阻力的参数表表2.6计算主要阻力参数力参数gL主要阻力0.49.8400m20.25kg/m5.267kg/m55.6kg/m则计算结果为： =0.0454009.820.25+5.267+（29.72+55.6）cos35=15344N 运行阻力系数f值应根据表2.7选取。取=0.045。表2.7阻力系数f输送机工况工作条件和设备质量良好，物料内摩擦较小，带速低。0.020.023工作条件和设备质量一般，物料内摩擦较大，带速较高，0.0250.030工作条件恶劣、湿度大，多尘低温、备质量较差，托辊成槽角大于350.0350.045综上所述，由式（2-3）得传动滚筒上所需圆周驱动力=1.25=1.25x15334=19167.5N2.3 输送带张力计算输送带张力必须满足输送带与滚筒间应保证不打滑。输送机的输送带不打滑条件校核:圆周驱动力通过摩擦传递到输送带上（见图2-1）图2.1 作用在输送带上的张力如图4所示，输送带在传动滚简松边的最小张力应满足式(2-8)的要求。 （2-8）传动滚筒传递的最大圆周力。动载荷系数1.21.7；对起制动平稳、输惯性小的送机可取较小值;否则，就应取较大值。取1.5取1.5，由式 =1.519167.5=28751.25N传动滚筒与输送带间的摩擦系数，见表2.8：表2.8传动滚筒与输送带间的摩擦系数工作条件摩擦系数光面滚筒胶面滚筒清洁干燥0.0250.030.40环境潮湿50.35潮湿粘污0.050.20该设计取=0.035；=42。则C=0.083则=0.08328715.25=2386.35N最小张力2386.5N.将计算结果汇总表2.9表2.9主要力参数汇总力圆周驱动力（工作机需要的力）N主要阻力N张力N数值19167.5153342386.5第3章 DII型小型带式散状物料输送机驱动装置的设计第3章 DII型小型带式散状物料输送机驱动装置的设计3.1 传动滚筒的选择根据带的宽度为800mm，选滚筒的直径为600mm，长度为800mm。3.2 电机的选择3.2.1 电机类型的选择Y系列三相异步电动机，适用于无特殊要求的机械上，如机床，风机,运输机等。3.2.2 电动机功率的选择（1）传动轴功率计算传动滚筒轴功率（）按式（3-1）计算： （3-1）=38.335kw（2）电动机功率，按式（3.2）计算： （3-2）式中联轴器效率=0.98；减速器传动效率，按每级齿轮传动效率.为0.96计算；二级减速机：=0.980.98=0.96；滚动轴承：3=0.98；卷筒传动的效率，一般取0.98。根据计算出的值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率。由式（3-3）得电动机功率：= =42.427KW查机械设计课程设计手册表12-1选电动机型号为Y280M-6，额定功率P=55 KW，数量1台。拟采用Y280M-6型电动机，该型电机转矩大，性能良好，可以满足要求。查机械设计课程设计手册第4版表12-1，它的主要性能参数如表3.1： 表3.1 Y280M-6型电动机机主要性能参数额定功率55kw满载980r/min同步转速1000r/min质量596kg3.2.3 电动机的外形、安装尺寸电动机的外形安装尺寸如图3-1电动机尺寸图， 表3-2电动机尺寸表。图3.1 电动机尺寸图表3.2 电动机尺寸表电动机型号 A BC1 DENLHADHDNSPABY280M-645736819045014018100028041064045018.55505503.3 带式输送机减速器的选用3.3.1 计算总的传动比已知输送带宽800，查运输机械选用设计手册表2-77选取传动滚筒的直径为600，则工作转速为：r/min已知电机转速为=980 r/min ，则电机与滚筒之间的总传动比为：3.3.2 计算轴的传动比取3.3.3 计算轴的转速减速器高速轴轴为I，减速器中间轴为轴II，减速器低速级轴为轴III，滚筒轴为轴IV，则3.3.4 计算轴的输入功率3.3.5 计算轴的输入转矩将计算结果汇总，见表3.3。表3.3 各轴的运动及动力参数项目高速轴I中间轴II低速级轴III卷筒轴IV转速98022363.763.7功率53.952.851.750.7转矩525.252164.17750.947601.02传动比14.23.591效率0.980.980.980.983.3.6 选定齿轮类型齿轮有直齿轮和斜齿轮，斜齿轮比直齿轮传动的工作平稳，承载能力强，噪音和冲击小，所以本设计选用斜齿轮设计。3.3.7 高速级斜齿圆柱齿轮设计 计算如表3.4表3.4 高速级斜齿轮设计计算表项目计算（或选择）依据计算过程单位计算（或确定）结果1选齿轮精度等级查1表10-8选用7级精度级72材料选择查1表10-1小齿轮选用45号钢（调质处理）硬度为250HBS大齿轮选用45号钢（调质处理）硬度为220HBS小齿轮250HBS大齿轮220HBS3选择齿数Z个4取螺旋角取度（1）按齿面接触强度设计（1）试选Kt取(2)区域系数ZH由1图10-30（3）a由1图10-26查得a1=0.77 a2=0.871.641.64(4)计算小齿轮传递的转矩T1查表1N/mm(5)齿宽系数d由1表10-71.0(6)材料的弹性影响系数ZE由1表10-6(7) 齿轮接触疲劳强度极限由1图10-21c由1图10-21550540550540（8）应力循环次数N由1式10-13（9）接触疲劳强度寿命系数KHN由1图10-19KHN1 =1.05KHN2 =1.12KHN1 =1.05KHN2 =1.12（10）计算接触疲劳强度许用应力H取失效概率为，安全系数为S=1，由1式10-12得 =(577.5+604.8)=591.15（11）试算小齿轮分度圆直径按1式（10-21）试算mm（12）计算圆周速度vm/s（13）计算齿宽BB1=60B2=55mmB1=60B2=55（14）模数h = 2.25=2.252.14=4.815b/h =53.03/4.815=11.01度 =2.14h = 4.815b/h =11.01（15）计算纵向重合度= 0.318dz1tan（16）计算载荷系数K由1后面的参考文献表10-2查得使用系数根据v=2.7 m/s，级精度，由1图0-8查得动载荷系数1.08由1表0-查得=1.12+0.18(1+0.6d2) d2+0.2310-3b =1.420由1图0-查得=1.33假定，由1表0-查得1.4故载荷系数K=11.081.41.33=2.01K=2.01（17）按实际的载荷系数校正分度圆直径由1式10-10（18）计算模数 mm2.37（2）按齿根弯曲强度设计（1）计算载荷系数KK=K=11.081.41.33=2.01（2）螺旋角影响系数根据纵向重合度= 1.903 ，从1图10-28（3）计算当量齿数ZV （4）齿形系数YFa由1表0-5YFa1=2.591YFa2=2.198YFa1=2.591YFa2=2.198（5）应力校正系数YSa由1表0-5YSa1=1.597YSa2=1.781YSa1=1.597YSa2=1.781（6）齿轮的弯曲疲劳强度极限由1图10-20b由1图10-20c400350400350（7）弯曲疲劳强度寿命系数由1图10-18利用插值法可得0.900.950.900.95（8）计算弯曲疲劳许用应力F取弯曲疲劳安全系数S=1.3，由式10-12得（9）计算大小齿轮的并加以比较结论：大齿轮的系数较大，以大齿轮的计算（10）齿根弯曲强度设计计算由1式10-17=1.734mm结论：通过上面计算由机械设计原理得齿面接触疲劳强度大于由齿根弯曲疲劳强度取=2 mm，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=58.52 mm来计算应有的齿数。于是由取29，则Z2 = Z1i齿1 =294.1=118.9取Z2 =119（3）几何尺寸计算（1）计算中心距a=137.1将中心距圆整为137mma=137（2）按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数、等不必修正。度13.88（3）计算齿轮的分度圆直径dmm59.74215.11（4）计算齿轮的齿根圆直径dfmm54.74210.11（5）计算齿轮宽度Bb = dd1b=1.059.74=59.74圆整后取：B1 =65B2 =60mmB1 =65B2 =60（6）验算所以合适3.3.8 低速级斜齿圆柱齿轮设计 计算如表3.5表3.5 低速级斜齿圆柱齿轮设计计算表项目计算（或选择）依据计算过程单位计算（或确定）结果1选齿轮精度等级查1表10-8选用7级精度级72材料选择查1表10-1小齿轮选用45号钢（调质处理），硬度为250HBS大齿轮选用45号钢（调质处理）硬度为220HBS小齿轮250HBS大齿轮220HBS3选择齿数Z个U=3.924选取螺旋角取度(1)按齿面接触强度设计（1）试选Kt取1.6（2）区域系数ZH由1图10-30（3）由1图10-26查得a4=0.88=0.78+0.88=1.66(4)计算小齿轮传递的转矩T查表1Nmm(5)齿宽系数d由1表10-71.0(6)材料的弹性影响系数ZE由1表10-6MPa1/2(7) 齿轮接触疲劳强度极限由1图10-21c由1图10-21550540550540（8）应力循环次数N由1式10-13（9）接触疲劳强度寿命系数KHN由1图10-19KHN1 =1.08KHN2 =1.14KHN1 =1.08KHN2 =1.14（10）计算接触疲劳强度许用应力H取失效概率为，安全系数为S=1，由1式0-2得H3= 594=604.8（11）试算小齿轮分度圆直径按1式（10-21）试算mm=80.53（12）计算圆周速度vm/s=0.98（13）计算齿宽BB3=85B4=80mmB3=85B4=80（14）模数h = 2.25mnt =2.253.13=7.04b/h =80.53/7.04=11.44度=3.13h =7.04b/h =11.44（15）计算纵向重合度= 0.318dz3tan=0.3181.025tan14=1.98=1.98（16）计算载荷系数K由1表10-2查得使用系数根据v=0.65s，级精度，由1图0-8查得动载荷系数1.1由1表0-查得KH=1.12+0.18(1+0.6d2) d2+0.2310-3b=1.43由1图0-查得KF=1.35假定，由1表0-查得1.4故载荷系数K=K=2.20（17）按实际的载荷系数校正分度圆直径d3由1式10-1089.55（18）计算模数=3.48mm=3.48(2)按齿根弯曲强度设计（1）计算载荷系数KK=K=1.05=2.079K=2.079（2）螺旋角影响系数根据纵向重合度=1.981图10-280.880.88（3）计算当量齿数ZV=27.3776.63（4）齿形系数YFa由1表0-5YFa3=2.563YFa4=2.227YFa3=2.563YFa4=2.227（5）应力校正系数YSa由1表0-5YSa3=1.604YSa4=1.763YSa3=1.604YSa4=1.763（6）齿轮的弯曲疲劳强度极限由1图0-20b由1图0-20c400350400350（7）弯曲疲劳强度寿命系数由1图0-80.920.960.920.96（8）计算弯曲疲劳许用应力F取弯曲疲劳安全系数S=1.3，由式0-2得368336（9）计算大小齿轮的并加以比较结论：大齿轮的系数较大，以大齿轮的计算=0.0117（10）齿根弯曲强度设计计算由1式0-=2.37结论：对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取=2.5已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径d3=89.55应有的齿数。于是由取35 ，则 取 =125(3)几何尺寸计算（1）计算中心距a将中心距圆整为171mm =171（2）按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数、等不必修正。度（3）计算齿轮的分度圆直径dmm90.00252.00（4）计算齿轮的齿根圆直径dfmm83.75=245.75（5）计算齿轮宽度Bb =dd3=1.0x90.00=90.00圆整后取：B3 =95B4 =90mmB3 =95B4 =90（6）验算故合适3.3.9结果汇总 见表3.6表3.6 斜齿轮设计参数表传动类型模数齿数中心距齿宽螺旋角高速级斜齿圆柱齿轮 mmmm低速级斜齿圆柱齿轮 3.4 输入轴的设计3.4.1 选择轴的材料及热处理方法查1表15-1选择轴的材料为优质碳素结构钢45；根据齿轮直径，热处理方法为正火。3.4.2 确定轴的最小直径查1的扭转强度估算轴的最小直径的公式： （3-3）再查 1表15-3取=（103-126）由式3-3得考虑键：因为轴和轴连器是通过键连接则轴直径应增加5，所以直径取30mm输入轴的直径很明显安装在，为了使选择的轴直径和联轴器的孔径相互适应，因此需要同时选择好联轴器的型号。该联轴器计算转矩，查机械设计表14-1，考虑转矩变化很小，故取，则：按照该联轴器的公称转矩应该大于计算转矩的要求，查机械设计表8-7选用弹性柱销连轴器LX3，该联轴器所能承受的公称转矩为。该半联轴器孔径.由于轴和轴连器的连接选用圆头普通平键连接，则查机械设计表4-1，公称直径为22-30mm，选用b=8mm，h=7mm，长度选用L=50 mm的键。3.4.3 轴承各段安装方案如图3.2各段轴的装配方案。1-半轴连器；2-轴；3-轴承；4-轴套；5-轴承端盖图3.2 轴装配方案3.4.4 将轴的各段数据以汇入表3.7表3.7 轴各段直径参数表名称依据单位确定结果轴上最小直径为轴连器部位，已知轴连器的内径为30mm。则=30mm=30查 2表7-123535因为处装轴承，所以只要即可，选取角接触球轴承，查 2表6-6，选取7208AC，由轴承内径为40mm故 =40=4046由于是齿轮轴所以等于高速级小齿轮的分度圆直径：403.4.5 选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。查 2（2）“润滑方式”，选用脂润滑。将与轴长度有关的参数填入表3.8表3.8 轴各段长度有关参数表名称依据单位确定结果箱体壁厚查 2表11-18地脚螺栓直径及数目n查 2表11-1查 2表3-13， 取=20，=16轴承旁联接螺栓直径查 2表11-1查 2表3-9，取=16=12轴承旁联接螺栓扳手空间、查 2 表11-1轴承盖联接螺钉直径查 2表11-2查 2表11-10，得当取轴承盖厚度查 2表11-10小齿轮端面距箱体内壁距离查 2 =10轴承内端面至箱体内壁距离查 2因为选用脂润滑，所以=10轴承支点距轴承宽边端面距离a查 2表6-6，选取7208AC轴承，故3.4.6 计算各轴段长度。计算过程及结果如表3.9。表3.9 各轴段的长度名称计算公式单位计算结果由于与弹性注销轴连器配合，由于弹性注销联轴器L长为60则在此基础上增加2-3mm所以63由公式；=56由公式32由公式=110.5齿轮1轮毂宽度：=65由公式=40L（总长）=366.5（支点距离）= 求轴上的载荷载荷计算过程及结果如表3.10表3.10 载荷计算数据名称计算公式单位计算结果计算xoy面上的支撑反力在水平xoy平面上X方向的力Y方向的力N计算xoz面上的支撑反力在垂直面上力矩和为0则N=215.3总的支撑反力N计弯xoy面上的弯矩N.mm计算xoz面上的弯矩N.mm合成弯矩N.mm计算扭距N.m3.4.8 作受力、弯距和扭距图如图3.3图3.3 力，弯矩，扭矩图3.4.9 按弯扭合成应力校核轴的强度由合成弯矩图和扭矩图知，E处左侧承受最大弯矩和扭矩，并且有较多的应力集中，故E截面为危险截面。根据式3-4，并取，轴的计算应力 （3-4）由10表15-1查得，故安全3.5 中间轴的设计计算3.5.1 选择轴的材料及热处理方法查1表15-1选择轴的材料为优质碳素结构钢45；根据齿轮直径，热处理方法为正火回火。3.5.2 确定轴的最小直径查1的扭转强度估算轴的最小直径的公式：=(103126) 再查 1表15-3，3.5.3 轴各段安装方案轴各段安装方案如图3.4：1-角接触轴承，2-轴，3-套筒，4-小齿轮，5-大齿轮图3.4 轴各段安装方案3.5.4 确定各轴段直径并填于表3.11中表3.11 轴各段直径表名称依据单位确定结果为最小直径同时又和轴承配合，选取轴承为角接触轴承7209AC,取标准轴径 =45由于和齿轮配合，查 2表1-6，则=50查 2表1-6，取=60=60与高速级大齿轮配合，取：则查 2表1-6，=45=453.5.5 确定键已知确定选择键，已知则键选择圆头普通键14x9x80同理根据则选圆头普通键16x10x50。3.5.6 选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。查2（二）“滚动轴承的润滑”，选用脂润滑。 将与轴长度有关的各参数填入下表3.12表3.12 与轴长度有关的参数名称依据单位确定结果轴承支点距轴承宽边端面距离a选用7209AC轴承，查2表6-6得 3.5.7 计算各轴段长度由表3.8的参数与表3.12的参数计算各轴段长度，填入下表3.13表3.13 轴各段长度的参数名称计算公式单位计算结果=44=93=10齿轮配合长度：=58=45.5L（总长）L=249.5（支点距离） 求轴上的载荷载荷计算过程及结果如表3.14表3.14 轴载荷参数计算xoy面上的支撑反力根据和力矩为0则N计算xoz面上的支撑反力 力矩和为0则N总的支撑反力N在xoy上的弯矩N.mm在xoz上的弯矩N.mm计算转矩并做转矩图N.mm3.5.9 作受力、弯距和扭距图如图3.5力，弯矩，扭矩图图3.5 力，弯矩，扭矩图3.5.10 按弯扭合成应力校核轴的强度由合成弯矩图和转矩图知，F处当量弯矩最大，并且有较多的应力集中，为危险截面根据式3-5并取 (3-5)由表15-1查得，校核安全。3.6 输出轴的设计计算3.6.1 选择轴的材料及热处理方法查1表15-1选择轴的材料为优质碳素结构钢45；根据齿轮直径，热处理方法为正火回火。3.6.2 确定轴的最小直径查1的扭转强度估算轴的最小直径的公式：=再查 1表15-3， 考虑键：因为键槽对轴的强度有削弱作用，开有一个键槽，所以轴的轴径要相应增大 所以直径取60mm输入轴的直径很明显安装在，为了使选择的轴直径和联轴器的孔径相互适应，因此需要同时选择好联轴器的型号。该联轴器计算转矩，查机械设计表14-1，考虑转矩变化很小，故取，则：按照该联轴器的公称转矩应该大于计算转矩的要求，查机械设计表8-3选用鼓型齿式连轴器GIGL5，该联轴器所能承受的公称转矩为。该半联轴器孔径.同时由于轴和轴连器的连接选用圆头普通平键连接，则查机械设计表4-1，公称直径为58-65mm，选用b=16mm，h=10mm，长度选用L=30mm的键。公称直径为80mm的轴段选用b=22mm，h=50mm长度L=50mm3.6.3 轴各段安装方案如图3.6轴安装方案图1-轴连器；2-轴承端盖；3轴承；4-套筒；5-轴；6-齿轮；图3.6 轴安装方案图3.6.4 确定各轴段直径确定各轴段直径并填于表3.15表3.15 输出轴各段直径名称依据单位确定结果由于与联轴器配合，并且是轴上最小直径则；配合轴径为d1=60mm =60考虑联轴器定位：查 2表7-12，取=70=70为了轴承装配的方便： ，取符合轴承标准孔径大小为=75考虑轴肩定位，查（1）表1-16，取标准值=86=86考虑齿轮的定位：92由于与齿轮配合=80由于轴承配合：=75=753.6.5 选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。查 2（二）“滚动轴承的润滑”，选用脂润滑。 将与轴长度有关的各参数填入下表3-16表3.16 轴长度有关参数名称依据单位确定结果轴承支点距轴承宽边端面距离a选用7015AC轴承，查 2表6-6得3.6.6 计算各轴段长度计算各轴段长度并将其填入下表3.17表3.17 轴段长度名称计算公式单位计算结果选联轴器轴孔长度为107mm，则：105由公式=47由公式=39由公式=73由公式=10配合齿轮4：88=51.5L（总长）413.5（支点距离）= 计算轴上的载荷计算轴上的载荷将其填入表格3.18表3.18 计算轴上的载荷名称依据/计算公式单位结果计算xoy面上的支撑反力根据得N=940.4计算xoz面上的支撑反力N支撑反力之和N计算xoy面上的弯矩则N.mm计算xoz面上的弯矩N.mm合成弯矩N.mm计算转矩N.m3.6.8 做力.弯矩.转矩图由于输出轴和输入轴的力，弯矩，转矩图，大致相似故作图3.7。图3.7 输出轴，力，弯矩转矩图3.6.9 按弯扭合成应力校核轴的强度 由合成弯矩图和转矩图知，E处当量弯矩最大，并且有较多的应力集中，为危险截面根据式3-6并取 (3-6）由表机械设计手册表15-1查得，校核安全。3.7 减速器箱体结构尺寸减速器箱体结构尺寸如表3.19表3.19 减速器箱体结构尺寸设计名称符号结构尺寸/mm机座壁厚8机盖壁厚9机座、机盖、机底座凸缘的厚度机座、机盖上的肋厚 轴承旁凸台的高度和半径50，14轴承盖（即轴承座）的外径130地脚螺钉直径与数目通孔直径20沉头座直径45底座凸缘尺寸2523连接螺栓轴承旁连接螺栓直径8机座、机盖连接螺栓直径8连接螺栓直径8通孔直径9沉头座直径18凸缘尺寸2016定位销直径6轴承盖螺钉直径8窥视孔盖螺钉直径6吊环螺钉直径8机体外壁至轴承座端面的距离32大齿轮顶圆与机体内壁的距离15齿轮端面与机体内壁的距离103.8 主动轮滚筒轴设计3.8.1 主动轮滚筒轴连接主动轮滚筒轴与输出轴经过轴连器连接，已知主动轮滚筒轴与输出轴连接，连接的轴连器为GIGL6。3.8.2 主动轮滚筒轴的安装方案主动轮滚筒轴安装方案图3.81-轴承；2轴承座；3-主动轮滚筒；4，5-键；6-联轴器；7轴连器图3.8 主动轮滚筒轴安装方案图3.8.3 主动轴各轴段直径如3.20主动轴各轴段直径表3.20 主动轴各段直径表直径依据单位结果根据轴连器内径为60mm，所以mm60考虑联轴器定位：取70mm选轴承为深沟球轴承6014mm70、mm80根据滚筒的直径600mm，长800mm安装的孔的直径为100所以mm100mm80mm703.8.4 主动轴各轴段长度如表3.21主动轴各轴段长度表3.21 主动轴各轴段长度长度依据单位结果根据轴连器轴孔长度为107mm则=107mmmm107此处为了考虑轴连器的定位，同时考虑轴承的宽度此处取mmmm20此处根据轴承的选用，=30mm30滚筒的长度选为800mm，所以此处选=800mm.mm800mm30mm203.8.5 主动轴键的确定滚筒、半联轴器与轴的周向定位均采用圆头平键连接，因为，查机械设计表4-1，选圆头平键mm，因为，选圆头平键mm。3.9 从动轮滚筒轴设计3.9.1 从动轮滚筒轴的安装方案从动轮滚筒轴的安装方案图3.91-轴承；2轴承座；3-主动轮滚筒；4-键；5-轴图3.9 从动轮安装方案图3.9.2 从动轴各轴段直径如表3.22从动轴各轴段直径表3.22 主动轴各段直径表直径依据单位结果此处根据轴的轴承选为6014mm70考虑联轴器定位：取80mm80根据滚筒的直径600mm，安装的孔的直径为100所以。mm100mm80mm703.9.3 主动轴各轴段长度如表3.23从动轴各轴段长度表3.23 主动轴各轴段长度长度依据单位结果根据轴承的宽度为20mm所以选择=30mm30根据轴向定位mm20因为滚筒的长度选为800mm，所以此处选=800mmmm800mm20mm30第4章 输送机装置的设计第4章 输送机装置的设计4.1 防偏装置的设计4.1.1 防偏装置布置（一）防偏装置的简图4.11-立式挡辊；2-孔锥形挡辊；3锥形弹簧；4，5-柱形弹簧；图4-1 防偏装置（一）4.1.2 防偏装置工作原理当输送机运作时，输送带正常工作，当带跑偏时，带遇到两边的立式挡辊，立式挡辊拉动孔里的锥形槽块，使孔锥形挡辊转动缓慢，则皮带与孔锥形挡辊的摩擦增大，使带慢慢的回到原来的位置，当带回到原来位置时，孔锥形挡辊里的槽块受锥形弹簧作用返回原来的位置。4.1.3 防偏装置布置（二）防偏装置的布置简图4.2图4-2 防偏装置（二）4.1.4 防偏装置工作原理当输送机工作时，带如果发生跑偏碰到两边的挡辊，两边的挡辊会纠正带的跑偏，带的下边是一个轴承所以上面的装置可以随意的转动，带纠偏回来之后，带的防偏装置回到原来的位置。4.2 拉紧带装置的设计4.2.1 图拉紧带装置简图（一）拉紧带装置的布置简图4.31-从动滚筒；2-螺杆；3-螺纹孔；4-带；5-固定螺栓；图4-3 图拉紧带装置（一）4.2.2 拉紧带装置原理当带出现问题需要修理时，带需要开始松动或者拉紧时，就需要带拉紧装置，拉紧装置（一）的工作原理为：通过转动螺杆，螺杆与螺纹孔配合，使轴承座向后面运动，使带拉紧，为了使带拉紧不松动，用固定螺栓固定轴承座使带不能松动。松动时相反。4.2.3 拉紧带装置（二）图4.2
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